转基因拟南芥的抗旱性研究
摘要:
大面积的土地干旱造成了巨大的经济损失、农作物减产以及珍稀植物死亡的现象。迄今为止,已有大量的学者对植物抗旱有关的基因进行了研究。本文将简要概述转基因拟南芥在干旱条件下的在生长发育,包括种子的萌发率;根系发育;丙二醛(MDA)的含量、脯氨酸的含量,以及超氧化物歧化酶SOD和过氧化物酶POD的活性等方面的功能,从而进一步研究植物抗旱的分子机制。
关键词:拟南芥; 转基因; 干旱胁迫;
干旱是一个全球日益严重的问题。在自然条件下,植物的生长发育受到生物和非生物因素的影响,其中干旱对植物的危害程度在众多非生物限制因素中占据首位。随着经济的日益发展和全球气候变暖,全球土地干旱化的面积越来越广,地球上约有35%的土地属于干旱或者半干旱地区。在我国,土地干旱化尤为严重,其干旱或半干旱的地区占据了我国国土面积的50%[1]。近年来,我国南部地区经常出现干旱,其极大影响了我国植物的分布和生长发育以及农作物的产量。
植物受到干旱胁迫后,会诱发植物体内诸多的不良反应以及一系列生理生化指标的改变,如细胞膜的通透性改变;原生质体结构改变;光合作用速率下降;呼吸作用减弱;蛋白质分解加强,造成大量的脯氨酸积累以及细胞内ABA的含量增加等[2]。这些不良的反应致使植物干物质积累减少,生长发育变慢甚至死亡[3]。为了降低干旱对于植物的影响,选用和培育抗旱的植株成为了现代植物研究中亟待解决的问题。
目前,国内外许多学者利用拟南芥模式植物的特点,开展植物抗旱基因的研究,本文主要综述相关的研究进展。
1.拟南芥作为模式植物的特点
拟南芥(Arabidopsis thaliana),又名鼠耳芥,属于十字花科的一种草本植物。拟南芥一般具有植株较小、生长周期短、结实多、遗传操作方便、具有多个易于区分的性状、易于培养等优点,为植物生理学、遗传学及相关的基因克隆和功能研究提供了便利。拟南芥作为鉴定基因功能的模式植物,利用基因工程和农杆菌转化法将抗旱有关的基因转入拟南芥植株中,在拟南芥中过量表达抗旱有关的基因,从而进一步研究该基因在抗旱方面的功能及分子机制。
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